專利名稱：具有專門的傳感器固定的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)的制作方法
具有專門的傳感器固定的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)本發(fā)明涉及一種直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，它具有第一馬達(dá)構(gòu)件，該構(gòu) 件具有至少一個馬達(dá)裝配元件用于將第一馬達(dá)構(gòu)件固定在第一機(jī)器部件上；還具有第二馬達(dá)構(gòu)件，它與第一馬達(dá)構(gòu)件共同作用以產(chǎn)生相對運 動；還具有傳感器裝置，它可以固定在第一馬達(dá)構(gòu)件上。對于馬達(dá)來說往往需要檢測其運動的運動學(xué)參數(shù)，例如位置、速度 或加速度。這種檢測通常用于調(diào)節(jié)所列的參數(shù)和/或用于確定當(dāng)永磁勵磁 的同步馬達(dá)的換流器運動時的極位或者換向角。為了檢測到運動學(xué)參考 一般將傳感器集成在馬達(dá)里。對于直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)來說，用戶必須將各個馬達(dá)構(gòu)件本身裝配 在相應(yīng)的機(jī)器部件上。當(dāng)用于調(diào)節(jié)的運動學(xué)傳感器附帶地必須集成時， 因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配時可能引起配置方面的問題。例如一種提供用于 換向的絕對位置信息的位置測量系統(tǒng)可能設(shè)置錯誤的位置傳感器或者 在裝配時錯誤地確定位置。這導(dǎo)致推遲投入運動、導(dǎo)致運行故障造成馬 達(dá)功率不足或者甚至導(dǎo)致?lián)p壞。另外問題可能由于缺乏調(diào)節(jié)措施或者傳 感器的誤調(diào)節(jié)而產(chǎn)生。以前這些問題在內(nèi)裝式馬達(dá)中只是通過花費很大的投入運行的工 藝規(guī)程來避免，在這些內(nèi)裝式馬達(dá)中并沒有規(guī)定軸承和導(dǎo)引機(jī)構(gòu)。對于 這種工藝規(guī)程來說專業(yè)人員必須使這些工藝規(guī)程也要準(zhǔn)備好用于服務(wù) 的情況。尤其是在低成本范圍里這就阻礙了內(nèi)裝式直接驅(qū)動的使用。本發(fā)明的任務(wù)因此在于簡化內(nèi)裝式直接驅(qū)動在對應(yīng)的機(jī)器部件上 的裝配。按照本發(fā)明任務(wù)通過直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)來解決，馬達(dá)具有第一馬 達(dá)構(gòu)件，該第一馬達(dá)構(gòu)件具有至少一個馬達(dá)裝配元件用于將第一馬達(dá)構(gòu) 件固定在第一機(jī)器部件上；還具有第二馬達(dá)構(gòu)件，該第二馬達(dá)構(gòu)件與第 一馬達(dá)構(gòu)件其同作用以引起相對運動；還具有傳感器裝置，該傳感器裝 置可以固定在第一馬達(dá)構(gòu)件上，其中傳感器裝置具有至少一個以預(yù)先規(guī) 定的方式布置的傳感器安裝孔，馬達(dá)安裝元件穿過該傳感器安裝孔可以 與第一機(jī)器部件連接，因此傳感器裝置在安裝于笫一機(jī)器部件上的狀態(tài) 下具有預(yù)先規(guī)定的位置和/或方向。
用戶因此可以有利地精密調(diào)節(jié)馬達(dá)構(gòu)件和傳感器構(gòu)件。而花費不大 地將它們固定在各自的機(jī)器部件上。因此用戶可以自己挑選出各自所想 要的傳感器裝置，而且機(jī)器制造廠家避免了準(zhǔn)備更多種固定的或者只是 通?？梢允褂玫鸟R達(dá)系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)。用戶可以自己模塊化地總結(jié)出所 希望的系統(tǒng)，而不必使調(diào)節(jié)精度有損失。第一馬達(dá)構(gòu)件優(yōu)選是直線馬達(dá)的初級部分。因此按照本發(fā)明的優(yōu)點 也可以使用于直線的內(nèi)裝式同步馬達(dá)。為了進(jìn)行固定，傳感器裝置可以具有安裝板，傳感器安裝孔設(shè)在該 板里。 一種這樣的板一般可以沒有穩(wěn)定性損失地插入在馬達(dá)構(gòu)件和對應(yīng) 的機(jī)器部件之間。隨著固定有傳感器頭部的板的固定，則自動地也就規(guī) 定了傳感器頭的位置或方向。此外在傳感器裝置上設(shè)有至少一個附加的調(diào)節(jié)元件用于更準(zhǔn)確地 調(diào)節(jié)在第一機(jī)器部件上的傳感器裝置。按此方式可以使調(diào)節(jié)公差更精 細(xì)。在本發(fā)明的一種有利實施方式中，在傳感器裝置里集成設(shè)有冷卻單 元。冷卻單元可以專門地具有冷卻罩蓋，在冷卻罩蓋里設(shè)有傳感器安裝 孔。因此傳感器裝置或冷卻單元就具有雙重功能。按照另外一種實施方式，直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)可以具有實體測量裝置(Massverkoerperungseinrichtung), 該實體測量裝置具有至少一個以 預(yù)定方式布置的測量安裝孔，第二馬達(dá)構(gòu)件穿過該測量安裝孔可以固定 在第二機(jī)器部件上，因此實體測量裝置在第二馬達(dá)構(gòu)件裝配于笫二機(jī)器部件上的狀態(tài)下相對于該機(jī)器部件具有預(yù)先規(guī)定的位置和/或方向。這意 味著在不同的機(jī)器部件上的多個傳感器構(gòu)件可以各自采用相同的，有 利的調(diào)節(jié)技術(shù)進(jìn)行對準(zhǔn)和安裝。實體測量裝置也可以具有冷卻單元，而且它同樣也可以具有能導(dǎo)電 的板用于一種弗拉里斯傳感器(Ferraris-Sensor),這種傳感器包含在傳 感器裝置里。這樣又保證了實體測量的多重功能。此外，如果傳感器裝置具有螺紋孔，用于用來直接固定于第一機(jī)器 部件上，那是有利的。按此方式就可以避免傳感器頭部的干擾振動。以下根據(jù)附圖對本發(fā)明詳細(xì)加以說明，附圖中所示為

圖1:按照本發(fā)明的直線馬達(dá)的截面圖；圖2:圖1所示直線馬達(dá)的側(cè)視圖3:按照本發(fā)明的直線內(nèi)裝馬達(dá)的爆炸圖；圖4:具有實體測量裝置的冷卻型材的截面圖。以下詳述的實施例是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本發(fā)明的第一種實施方式在圖1中用橫截面表示。是指一種用于直 接驅(qū)動的內(nèi)裝式直線馬達(dá)。各個部件只是簡化表示出。在次級部分l上 布置了初級部分2。初級部分2借助于螺紋件3固定在機(jī)器滑座4里。 用于測量加速度的傳感器5,例如弗拉里斯傳感器借助于一塊板6固定 在初級部分2或機(jī)器滑座4里。為了進(jìn)行固定，板6具有孔61,這些孔 與初級部分上的孔21 (馬達(dá)安裝元件)并與機(jī)器滑座的孔41對準(zhǔn)。在 將初級部分2固定在機(jī)器滑座4上對將板6放在這兩個部分之間，從而 使各自的孔同軸地相互疊合。用螺紋件3將這些零件相互檸緊。零件2， 4, 6相互接觸或者通過保持間距的零件相互間隔開。為了一目了然起見 零件在圖1中沒有保持間距的零件而相互間隔開。將初級部分2固定在機(jī)器滑座4上，中間還插入板6，這也可以通 過其它銷釘或螺栓替代螺紋件3來進(jìn)行。這樣的銷釘或螺栓可以作為馬 達(dá)安裝元件與初級部分固定連接。在圖2中表示了圖1所示直線馬達(dá)的側(cè)視圖。箭頭7這里說明了 初級部分2包括機(jī)器滑座4和傳感器5可以相對于次級部分直線移動。因為對于圖1和2所示的直線馬達(dá)來說是指內(nèi)裝式驅(qū)動裝置，因此 傳感器5,如果它例如應(yīng)該被應(yīng)用于絕對位置測量的話，就準(zhǔn)確地在初 級部分2或機(jī)器滑槽4上進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于在機(jī)器滑座里以及在傳感器構(gòu) 件和馬達(dá)構(gòu)件里應(yīng)用相同的螺紋連接孔21, 41， 61，因此可以解決這個 問題。也可以將傳感器5固定在次級部分1上來代替將它固定在初級部 分2上，其措施是應(yīng)用次級部分1的螺紋連接孔，它們與傳感器裝置的 板6上的孔同軸，這些孔用來進(jìn)行安裝和調(diào)節(jié)。不僅是內(nèi)裝式直線馬達(dá)，而且內(nèi)裝式扭矩馬達(dá)都可以從這種調(diào)節(jié)技 術(shù)獲益。在這種情況下可以利用轉(zhuǎn)子或定子的螺紋連接孔用于傳感器的固定。、、、 、、p 、、，、 。、—、，、、,；、夠準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，這是因為馬達(dá)零件只能在其安裝孔的公差之內(nèi)被安裝。 因此即使是沒有附加的螺紋連接孔的傳感器構(gòu)件尤其也可以被安裝在 馬達(dá)里或者機(jī)器里，對于這種機(jī)器來說必須有如同對于馬達(dá)構(gòu)件那樣相
同或者更大的調(diào)節(jié)公差。如果由于傳感器功能的原因與馬達(dá)構(gòu)件相比，對于傳感器構(gòu)件要求 更精細(xì)的調(diào)節(jié)公差，那么通過在機(jī)器機(jī)架和傳感器構(gòu)件之間少量的調(diào)節(jié) 銷或者止擋開關(guān)或定心軸環(huán)，來達(dá)到測量系統(tǒng)部件的更加精細(xì)的安裝公差。在這些情況下，傳感器構(gòu)件的安裝孔61應(yīng)該是容許有足夠的間隙 用于容納安裝螺紋件直徑。在圖1中簡略表示了這種型式的調(diào)節(jié)銷8。 它在這里固定在初級部分2上并通過板6里的孔到達(dá)機(jī)器滑座4的孔42 里。當(dāng)然調(diào)節(jié)銷8也可以固定在機(jī)器滑座4上并伸入到初級部分2的對 應(yīng)的孔里?？?2相對于調(diào)節(jié)銷8的公差則規(guī)定了傳感器5在位置和方 向方面的間隙。間隙可以通過其它的調(diào)整銷釘來限制。原則上可以按這種方式將任意的傳感器安設(shè)在馬達(dá)上。這里不僅包 括了用來檢測位置、速度和加速度的運動傳感器，而且也包括例如溫度 傳感器。特別要強調(diào)的是除了弗拉里斯加速度傳感器之外也有感應(yīng)或磁 性測量的位置系統(tǒng)。通過懸伸出的在傳感器元件5和安裝孔61之間的連接元件，也就 是說通過板6的長的部段，傳感器元件5的這種形式的安裝可能導(dǎo)致不 受人歡迎的固有振動，它具有傳感器元件的較低的諧振頻率，這例如可 能引起調(diào)節(jié)技術(shù)上不利的作用。在這種情況下一般來說質(zhì)量很小的傳感 器元件5可以用 一個或者多個小的螺紋件例如固定在機(jī)器滑座上(參見 圖3)。在固定螺紋件直徑和傳感器元件里的固定孔之間適合地設(shè)有間 隙。圖3表示了 一種按照本發(fā)明的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)的具體實施例。 各個元部件以一種爆石皮圖反映出來。在次級部分110上有遮蓋膜120。 在其上面是內(nèi)裝式直線馬達(dá)的初級部分130。該初級部分借助于冷卻罩 140進(jìn)行冷卻。為此設(shè)有相應(yīng)的冷卻接頭141。冷卻罩蓋140可以用孔 142固定在初級部分130上。因而初級部分130也具有對應(yīng)的孔131。在冷卻罩蓋140上固定了傳感器單元或傳感器150。因此冷卻罩蓋 140不僅用于冷卻初級部分130,而且也用于固定傳感器150。除此之外 在傳感器150的外殼里表示出螺紋孔153,用此螺紋孔可以實現(xiàn)抗振地 固定在機(jī)器機(jī)架上。傳感器150在這里設(shè)計成組合的弗拉里斯傳感器和位置傳感器。它 此外還具有接口電子裝置，該接口電子裝置可以通過一條連接線路151
與換流器或控制單元相連接。裝入初級部分130里的溫度傳感器132通 過另一根線路152連接于接口電子裝置上，因此通過傳感器單元150實 現(xiàn)在溫度傳感器和控制單元之間的通信。通過傳感器單元150的接口電子裝置也可以對初級部分130供電。 與此相應(yīng)地可以使功率通過電纜151或者一根附加的電纜傳輸至傳感器 元件150并從那里通過電纜152傳輸至初級部分130里。因此電纜151 和152既被應(yīng)用于數(shù)據(jù)，也用于供電。傳感器單元150裝在冷卻罩蓋140上還有另外的優(yōu)點其中所包含的 電子裝置或傳感裝置可以進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)和尤其是進(jìn)行冷卻。按此方式例如 可以使具有功率損失的測量元件，如弗拉里斯傳感器合適地進(jìn)行冷卻。在直線馬達(dá)的次級部分IIO上也可以設(shè)有冷卻裝置。在圖3所示實 例中它通過冷卻管160來實現(xiàn)，冷卻管借助于孔161可以:故固定在次級 部分的孔lll上。如果在冷卻管160上同時地固定傳感器構(gòu)件，那么按 照本發(fā)明的設(shè)想同樣也可以實現(xiàn)，這種設(shè)想就是通過次級部分110上的 螺紋連接孔161來調(diào)節(jié)傳感器構(gòu)件。在圖4中表示了冷卻管160的橫截面，在該冷卻型材中可以看到有 孔161。在該冷卻型材上附帶地固定了橫截面為L形的鋁板170。該鋁 板用作為在傳感器單元150里的弗拉里斯傳感器的渦流帶。除此之外在 鋁板170上設(shè)置了實體測量裝置171,該裝置用于借助于傳感器單元150 里的位置傳感器進(jìn)行位置測量。通過冷卻斷面的板或通過其孔161因此對其它傳感器構(gòu)件進(jìn)行準(zhǔn)確 調(diào)節(jié)，在此處對渦流帶和實體測量裝置171進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此也可以調(diào)節(jié) 在內(nèi)裝式馬達(dá)上的無源的傳感器構(gòu)件，其方法是應(yīng)用其安裝孔。對于機(jī)器制造廠來說因此有以下優(yōu)點不必將傳感器或測量系統(tǒng)固 定裝在馬達(dá)上，以避免誤調(diào)節(jié)。而是用戶可以自己進(jìn)行調(diào)節(jié)并且因此自 己挑選出時適合他的傳感器或測量系統(tǒng)。由于內(nèi)裝式馬達(dá)在供貨之前整 套地可以在調(diào)節(jié)回路中進(jìn)行檢驗，因此還有其它優(yōu)點在減少機(jī)器制造 商的馬達(dá)傳感裝置中的安裝誤差情況下可以簡化安裝置，可以使傳感器 冷卻并且可以在廠方通過即插即用技術(shù)使沖殳入運行更簡化和可靠。
權(quán)利要求
1. 直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，具有-第一馬達(dá)構(gòu)件(2)，該馬達(dá)構(gòu)件具有至少一個馬達(dá)安裝元件(21)，用于將第一馬達(dá)構(gòu)件(2)固定在第一機(jī)器部件(4)上，-第二馬達(dá)構(gòu)件(1)，該馬達(dá)構(gòu)件與第一馬達(dá)構(gòu)件(2)共同作用以進(jìn)行相對運動，以及-傳感器裝置(5)，該傳感器裝置能夠固定在第一馬達(dá)構(gòu)件(2)上，其特征在于，所述傳感器裝置(5)具有至少一個按預(yù)定方式布置的傳感器安裝孔(61)，所述馬達(dá)安裝元件(21)能夠穿過該傳感器安裝孔與第一機(jī)器部件連接，從而傳感器裝置在安裝在第一機(jī)器部件(4)上的狀態(tài)下具有預(yù)先規(guī)定的位置和/或方向。
2. 直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中所述第一馬達(dá)構(gòu)件(2)是直線馬達(dá) 的初級部分或者是扭矩馬達(dá)的定子。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中傳感器裝置 (5)具有安裝板(6),傳感器安裝孔(61)設(shè)在該安裝板里。
4. 按上述權(quán)利要求之一所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中在傳感器 裝置(5)上設(shè)置有至少一個調(diào)節(jié)元件，用于精確地調(diào)節(jié)第一機(jī)器部件(4)上的傳感器裝置。
5. 按上述權(quán)利要求之一所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中傳感器裝 置(5)具有冷卻單元。
6. 按權(quán)利要求5所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中冷卻單元具有冷 卻罩蓋，傳感器安裝孔(61)設(shè)在該冷卻罩蓋里。
7. 按照上述權(quán)利要求之一所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，它具有實體 測量裝置(171)，該實體測量裝置具有至少一個以預(yù)定方式布置的測 量裝配孔(161),第二馬達(dá)構(gòu)件(110)能夠穿過該測量裝配孔固定在 第二機(jī)器部件上，從而在第二馬達(dá)構(gòu)件(110)安裝在第二機(jī)器部件上 的狀態(tài)下，所述實體測量裝置(171)相對于上述第二機(jī)器部件具有預(yù) 定的位置和/或方向，這種位置和/或方向能夠選擇性地通過調(diào)節(jié)元件來 改變。
8. 按權(quán)利要求7所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中實體測量裝置 (171 )具有冷卻單元(160)。
9. 按權(quán)利要求7或8所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中實體測量裝 置(171 )具有導(dǎo)電的板(170)，用于包含在傳感器裝置(5)里的弗 拉里斯傳感器。
10. 按上述權(quán)利要求之一所述的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，其中傳感器 裝置(5)和/或?qū)嶓w測量裝置(171)具有螺紋孔(153)，用來直接固 定在笫一機(jī)器部件上。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有專門的傳感器固定的直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)。傳感器應(yīng)該可以方便而可靠地裝在內(nèi)裝式馬達(dá)上和進(jìn)行調(diào)整。為此設(shè)計一種直接驅(qū)動內(nèi)裝式馬達(dá)，它具有第一馬達(dá)構(gòu)件(2)，該構(gòu)件具有至少一個馬達(dá)裝配元件(21)用于將第一馬達(dá)構(gòu)件(2)固定在第一機(jī)器部件(4)上，還具有第二馬達(dá)構(gòu)件(1)，該構(gòu)件與第一馬達(dá)構(gòu)件(2)共同作用用于產(chǎn)生相對運動。此外傳感器裝置(5，6)可以固定在第一馬達(dá)構(gòu)件(2)上。為此傳感器裝置具有至少一個以預(yù)先規(guī)定方式布置的傳感器安裝孔(61)，馬達(dá)裝配元件穿過孔可以與第一機(jī)器部件(4)連接。因此預(yù)先規(guī)定了傳感器裝置(5，6)在安裝于第一機(jī)器部件(2)的狀態(tài)下的位置和/或方向。
文檔編號H02K11/00GK101395784SQ200780007864
公開日2009年3月25日 申請日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者M·諾爾 申請人:西門子公司